Методи нарізування зубчастих коліс
Зубчасті колеса з евольвентним профілем зубів зазвичай нарізають на спеціальних зуборізних верстатах двома методами: 1) копіювання; 2) обкатки.
Метод копіювання полягає в тому, що ріжуча кромка фрези (дискової або пальцевої) має обрис западин між зубами, а бічна поверхня зуба виходить евольвентною. При виготовленні зубчастого колеса за один прохід фрези в заготовці нарізається одна западина. Потім заготівля повертається на кутовий крок і нарізається наступна западина і т.д. Цей спосіб малопродуктивний, вимагає величезної номенклатури зуборізного інструменту і застосовується переважно для індивідуального, дрібносерійного або ремонтного виробництва.
Метод обкатки полягає в тому, що ріжучому інструменту (рейці або довбаку) і заготівлі повідомляють відносний рух, який мали б два зубчасті колеса, що знаходяться в правильному зачепленні.
Для нарізування зубів евольвентних коліс методом обкатки використовують три види інструменту: інструментальна рейка, черв'ячна фреза та довбання. Нарізанняінструментальною рейкою- найбільш точний метод виготовлення евольвентних коліс через простоту профілю інструменту. Недоліками методу є мала продуктивність із-за існування холостого ходу та складність верстата, викликана необхідністю забезпечити інструменту складний плоский рух.
Таких недоліків позбавлений метод нарізування за допомогою черв'ячної фрези, яка є циліндром з розташованими по гвинтових лініях зубами; для утворення різальних кромок та забезпечення виходу стружки витки перетинаються поздовжніми стружковими канавками. Процес різання здійснюється безперервно за рахунок обертального руху фрези та заготовки. Внаслідок більш складної форми інструменту точність нарізаних зза допомогою черв'ячної фрези коліс менше, ніж при нарізуванні за допомогою інструментальної рейки. Однак обидва ці методи не годяться для нарізування коліс із зубами, розташованими на внутрішній стороні обода, тобто для коліс внутрішнього зачеплення.
Для нарізування коліс як зовнішнього, так і внутрішнього зачеплення використовують інструменти у вигляді довбання. Долбяк є інструментальним колесом евольвентного профілю, зване на ім'я його винахідника долбяком Феллоу.
В основу проектування всіх цих інструментів покладено контур рейки, що виробляє (вихідної). Для забезпечення взаємозамінності, тобто здатності деталей, що сполучаються з'єднуватися один з одним без спеціальної підгонки або підбору, розміри вихідного контуру регламентовані ГОСТ 13755-81. За основу стандарту форм та розмірів зубів зубчастого колеса прийнято теоретичний вихідний контур. На рис. зображено пару вихідних контурів. Базова лінія вихідного контуру, за якою товщина зуба дорівнює ширині западини, називається його ділильною прямою. Дільна пряма ділить зуб по висоті на ділильну голівку і ділильну ніжку. Відстань між однойменними профілями сусідніх зубів по ділильній або будь-якій іншій паралельній їй прямій називають кроком зубів вихідного контуру.
Усі лінійні розміри контуру задаються у частках модуля.
Кут між головним профілем зуба і віссю симетрії зуба називається кутом головного профілю вихідного контуру, або просто кутом профілю вихідного контуру. За ГОСТ 13755 - 81 встановлено такі значення параметрів вихідного контуру:
Вихідний контур, що виробляє- такий, який заповнює западини теоретичного вихідного контуру, як виливок заповнює форму, зі збереженням заданого радіального зазорусm між вершиною зуба і дном западини відповідно теоретичного вихідного і вихідного контурів. Радіальний зазор робиться для того, щоб поверхня западин інструменту, утвореного на базі вихідного контуру, що виробляє, не брала участі в процесі нарізування зубів. Якщо вихідний контур, що виробляє, переміщати в напрямку, перпендикулярному його площині, він опише поверхню вихідної зубчастої рейки (інструментальної рейки).